一种隧道磁电阻的制作方法

本实用新型涉及磁传感器技术领域，具体涉及一种隧道磁电阻。

背景技术：

磁传感技术被广泛应用于新能源、智能交通、工业控制、智能家电及智能网络等领域。目前正在被广泛推广的为tmr(tunnelingmagnetoresistance)技术，即隧道磁电阻，隧道磁电阻常用在硬盘读写磁头的读头部分。

目前常用的隧道磁电阻的线性范围窄，工程技术人员为了提高隧道磁电阻的线性范围，在隧道磁电阻加工中，需要在隧道磁电阻感应区旁边溅射加工硬磁材料区块，利用硬磁材料区块产生的磁场大小来调整隧道磁电阻的线性范围。又或者在隧道磁电阻的应用中通过安装不同磁场大小的永久磁铁来调整隧道磁电阻的线性范围。

在隧道磁电阻感应区旁边增加溅射加工硬磁材料区块的工艺，虽然能很好的改善隧道磁电阻的线性范围，但额外的增加了元件的制作成本。在隧道磁电阻的应用中通过安装永久磁铁，利用永久磁铁产生的磁场来改善隧道磁电阻的线性范围，但存在永久磁铁安装误差大，产品的一致性差等问题。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中隧道磁电阻线性范围难以有效得到改善的问题，从而提供一种隧道磁电阻。

本实用新型提供一种隧道磁电阻，包括：第一钉扎层；与所述第一钉扎层相对设置的自由层；位于所述第一钉扎层和所述自由层之间的隧穿势垒层；位于所述第一钉扎层和所述隧穿势垒层之间的被钉扎层；位于所述自由层背向所述隧穿势垒层一侧的第二钉扎层；所述第一钉扎层与所述被钉扎层形成第一钉扎场，所述第二钉扎层与所述自由层形成第二钉扎场，第一钉扎场和第二钉扎场的方向均平行于所述第一钉扎层与所述第二钉扎层相对的表面，第一钉扎场的方向和第二钉扎场的方向之间的夹角为70°～110°。

可选的，所述第一钉扎层的材料的奈尔温度大于所述第二钉扎层的材料的奈尔温度。

可选的，所述第一钉扎层包括反铁磁ptmn合金钉扎层，所述第一钉扎层的厚度为15nm～20nm。

可选的，所述第二钉扎层包括反铁磁irmn合金钉扎层，所述第二钉扎层的厚度为7nm～9nm。

可选的，所述自由层为复合结构，所述自由层包括层叠的第一自由子层和第二自由子层，第一自由子层位于所述第二自由子层和所述隧穿势垒层之间。

可选的，所述自由层还包括：位于所述第一自由子层和所述第二自由子层之间的间隔层。

可选的，所述间隔层包括ta间隔层，所述间隔层的厚度为0.1nm～0.2nm。

可选的，第一自由子层包括cofeb自由子层，所述第一自由子层的厚度为2nm～2.2nm；所述第二自由子层包括nife自由子层或cofe自由子层，所述第二自由子层的厚度为4nm～7nm。

可选的，所述被钉扎层包括层叠的第一铁磁层、非铁磁层和第二铁磁层，所述第一铁磁层位于所述第一钉扎层和所述非铁磁层之间。

可选的，所述第一铁磁层包括cofe铁磁层，所述第一铁磁层的厚度为1.6nm～2.4nm；所述非铁磁层包括ru非铁磁层，所述非铁磁层的厚度为0.7nm～0.9nm或者1.8nm～2nm；所述第二铁磁层包括cofeb铁磁层，所述第二铁磁层的厚度为2.4nm～2.8nm。

可选的，所述第一铁磁层的厚度为2nm；所述非铁磁层的厚度为0.8nm或者1.9nm；所述第二铁磁层的厚度为2.6nm。

可选的，还包括：位于所述第二钉扎层背向所述自由层一侧的铁磁材料的稳定层，所述稳定层适于增加所述第二钉扎场的稳定性。

可选的，所述稳定层包括nife稳定层或者cofe稳定层，所述稳定层的厚度为4nm～6nm。

本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

1.本实用新型提供的隧道磁电阻，包括：第一钉扎层；与所述第一钉扎层相对设置的自由层：位于所述第一钉扎层和所述自由层之间的隧穿势垒层；位于所述第一钉扎层和所述隧穿势垒层之间的被钉扎层；位于所述自由层背向所述隧穿势垒层一侧的第二钉扎层；所述第一钉扎层与所述被钉扎层形成第一钉扎场，所述第二钉扎层与所述自由层形成第二钉扎场，第一钉扎场和第二钉扎场的方向均平行于所述第一钉扎层与所述第二钉扎层相对的表面，第一钉扎场的方向和第二钉扎场的方向之间的夹角为70°～110°。因为隧道磁电阻工作时外加磁场的方向与第一钉扎层与所述被钉扎层形成的钉扎场方向平行，因此第二钉扎层与自由层形成的钉扎场与隧道磁电阻工作时外加磁场的方向之间的夹角为70°～110°，隧道磁电阻需要克服额外的第二钉扎层与自由层形成的钉扎场才能使隧道磁电阻达到饱和状态，从而增加了隧道磁电阻的饱和场，从而增大了隧道磁电阻的线性范围。

2.进一步，第一钉扎层的材料的奈尔温度大于第二钉扎层的材料的奈尔温度。因此，在磁化第二钉扎层的过程中可以避免扰乱第一钉扎场，有利于第二钉扎场的形成。

3.进一步，间隔层位于第一自由子层和第二自由子层之间，间隔层有利于阻止第一自由子层和第二自由子层之间的相互扩散。

4.进一步，第二自由子层包括nife自由子层或cofe自由子层，第二自由子层的厚度为4nm～7nm。可以通过调整第二自由子层的厚度调整隧道磁电阻的饱和场大小，进而调整隧道磁电阻的线性范围。

5.进一步，第一铁磁层的厚度为2nm；非铁磁层的厚度为0.8nm或者1.9nm；第二铁磁层的厚度为2.6nm。在此条件下，隧道磁电阻具有较小的矫顽力。

6.进一步，第二钉扎层背向自由层的一侧设有铁磁材料的稳定层，稳定层与第二钉扎层形成的钉扎场有利于增加第二钉扎层的磁场稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1至图13为本实用新型一实施例提供的隧道磁电阻形成过程的结构示意图；

图14为本实用新型一实施例提供的隧道磁电阻的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种隧道磁电阻的制备方法，包括如下步骤：形成第一钉扎层；在所述第一钉扎层的一侧形成被钉扎层；在所述被钉扎层背向所述第一钉扎层的一侧形成隧穿势垒层；在所述隧穿势垒层背向所述被钉扎层的一侧形成自由层；在所述自由层背向所述隧穿势垒层的一侧形成第二钉扎层；所述第一钉扎层与所述被钉扎层形成第一钉扎场，所述第二钉扎层与所述自由层形成第二钉扎场，第一钉扎场和第二钉扎场的方向均平行于所述第一钉扎层与所述第二钉扎层相对的表面，第一钉扎场的方向和第二钉扎场的方向之间的夹角为70°～110°。

图1至图13为本实用新型一实施例提供的隧道磁电阻形成过程的结构示意图。

请参考图1，提供基板1。

所述基板1可以是硅基板或者玻璃基板。

基板1一侧的表面上镀有隔离层(图中未标示)，隔离层为al2o3隔离层或sio2隔离层，隔离层的厚度为80nm～120nm，例如，可以是80nm、100nm或120nm。

请参考图2，在基板1镀有隔离层一侧的表面上形成底部电极层2。

底部电极层2为导电电极层，例如：ru、au或cun。

请参考图3，在底部电极层2背向基板1一侧的表面上形成种子层3。

种子层3可以是由ta或ru组成的单层结构，也可以是由ta和ru两层组成的双层结构，还可以是由ta和ru依次层叠组成层叠结构，每层ta或ru的厚度为5nm～20nm，例如，可以是5nm、10nm、15nm或20nm。

种子层3使第一钉扎层4生长的表面粗糙度更小，有利于第一钉扎层4薄膜的生长，也能够有效阻止底部电极层2和基板1以及外部环境对隧道磁电阻晶格结构产生影响。

请参考图4，在种子层3背向底部电极层2一侧的表面上形成第一钉扎层4。

第一钉扎层4包括反铁磁ptmn合金钉扎层。

第一钉扎层4的厚度为15nm～20nm。例如，可以是15nm、17nm、18nm或20nm，优选17nm。

请参考图5，在第一钉扎层4背向种子层3一侧的表面上形成被钉扎层5。

在本实施例中，形成被钉扎层5的步骤包括：在第一钉扎层4背向种子层3一侧的表面上形成第一铁磁层501；在第一铁磁层501背向第一钉扎层4一侧的表面上形成非铁磁层502；在非铁磁层502背向第一铁磁层501一侧的表面上形成第二铁磁层503。

在一个实施例中，第一铁磁层501包括cofe铁磁层，第一铁磁层501的厚度为1.6nm～2.4nm，例如，可以是1.6nm、2nm或2.4nm，优选2nm。在其他实施方式中，第一铁磁层501还可以是由cofe铁磁层、ru非铁磁层和cofe铁磁层三层依次堆叠形成的合成反铁磁层结构。

在一个实施例中，非铁磁层502包括ru非铁磁层，非铁磁层502的厚度为0.7nm～0.9nm，例如，可以是0.7nm、0.8nm或0.9nm，优选0.8nm。或者1.8nm～2nm，例如，1.8nm、1.9nm或2nm，优选1.9nm。

在一个实施例中，第二铁磁层503包括cofeb铁磁层，第二铁磁层503的厚度为2.4nm～2.8nm，例如，可以是2.4nm、2.6nm或2.8nm，优选2.6nm。

在一个优选的实施例中，第一铁磁层501的厚度为2nm，非铁磁层502的厚度为0.8nm或1.9nm，第二铁磁层503的厚度为2.6nm，在此条件下，隧道磁电阻具有较小的矫顽力。

请参考图6，在被钉扎层5背向第一钉扎层4一侧的表面上形成隧穿势垒层6。

隧穿势垒层6包括al2o3隧穿势垒层或mgo隧穿势垒层。

隧穿势垒层6的厚度为0.5nm～1.5nm。例如，可以是0.5nm、1nm、1.2nm或1.5nm。

请参考图7，在隧穿势垒层6背向被钉扎层5一侧的表面上形成第一自由子层701。

第一自由子层701包括cofeb自由子层。

第一自由子层701的厚度为2nm～2.2nm。例如，可以是2nm、2.1nm或2.2nm。

请参考图8，在第一自由子层701背向隧穿势垒层6一侧的表面上形成间隔层702。

间隔层702包括ta间隔层。

间隔层702的厚度为0.1nm～0.2nm。例如，可以是0.1nm、0.15nm或0.2nm。

间隔层702有利于阻止第一自由子层701和第二自由子层702之间的相互扩散，若间隔层702的厚度太小，难以阻止第一自由子层701和第二自由子层702之间相互扩散，若间隔层702的厚度太大，使第二自由子层702的钉扎场难以穿过间隔层702对第一自由子层701钉扎，使自由层7不能成为一个整体的复合结构。

请参考图9，在间隔层702背向第一自由子层701一侧的表面上形成第二自由子层703。

第二自由子层703包括nife自由子层或cofe自由子层。

第二自由子层703的厚度为4nm～7nm。例如，可以是4nm、5nm、6nm或7nm。

本实施例中，当第二自由子层703的厚度为4nm时，第二自由子层703的饱和场为250gs；当第二自由子层703的厚度为7nm时，第二自由子层703的饱和场为160gs，可以根据需求调整第二自由子层703的厚度，从而调整隧道磁电阻的饱和场大小，进而调整隧道磁电阻的线性范围。

本实施例中的自由层为复合自由层，第一自由子层701、间隔层702和第二自由子层703组合形成自由层7。

在其他实施方式中，自由层为的单层结构，自由层包括cofeb自由层。

请参考图10，在自由层7背向隧穿势垒层6一侧的表面上形成第二钉扎层8。

第二钉扎层8包括反铁磁irmn合金钉扎层。

第二钉扎层8的厚度为7nm～9nm。例如，可以是7nm、8nm或9nm，优选8nm。

第二钉扎层8与自由层7形成的第二钉扎场，第二钉扎场的方向平行于第一钉扎层4与第二钉扎层8相对的表面，第二钉扎层8没有完全钉扎自由层7，使自由层7的磁矩方向可以随外磁场方向的改变而改变，在外磁场去除后，自由层7的磁矩方向可以恢复到初始状态的方向上。

请参考图11，在第二钉扎层8背向自由层7一侧的表面上形成稳定层9。

稳定层9包括nife稳定层或cofe稳定层。

稳定层9的厚度为4nm～6nm。例如，可以是4nm、5nm或6nm，优选5nm。

稳定层9适于增加所述第二钉扎层8与自由层7形成的钉扎场的稳定性。

在其他实施方式中，可以不形成稳定层9。

请参考图12，在稳定层9背向第二钉扎层8一侧的表面上形成覆盖层10。

覆盖层10可以是由ta或ru组成的单层结构，也可以是由ta和ru两层组成的双层结构，还可以是由ta和ru依次层叠组成层叠结构。每层ta或ru的厚度为5nm～10nm，例如，可以是5nm、6nm、8nm或10nm。

覆盖层10能够有效的防止隧道磁电阻晶格结构受外部环境的影响，保证了隧道磁电阻的稳定性。

请参考图13，在覆盖层10背向稳定层9一侧的表面上形成顶部电极层11。

顶部电极层11为导电电极层，例如：ru、au或cun。

接着，对第一钉扎层4进行第一退火磁化处理。

第一退火磁化处理的磁化方向平行于第一钉扎层4和第二钉扎层相对的表面。

第一退火磁化处理并且沿图14中x轴的方向，在其他实施方式中，还可以是沿图14中x轴的反方向。

第一退火磁化处理的磁场大小为8000gs～12000gs，例如，可以是8000gs、10000gs或12000gs。

第一退火磁化处理的退火温度不低于第一钉扎层4的材料的奈尔温度。本实施例中，第一钉扎层4为ptmn钉扎层，ptmn的奈尔温度为330℃，第一退火磁化处理的退火温度为330℃～350℃。例如，可以是330℃、340℃或350℃。对第一钉扎层4施加不低于第一钉扎层4的材料的奈尔温度，能够扰乱第一钉扎层4的材料内的微观磁有序性，使第一钉扎层4的磁场方向沿磁化方向。

第一退火磁化处理完成后，第一钉扎层4与被钉扎层5形成的第一钉扎场方向平行于第一钉扎层4和第二钉扎层相对的表面。

接着，对第二钉扎层8进行第二退火磁化处理。

请参考图14，图14为本实用新型一实施例提供的隧道磁电阻的俯视图，图14中x轴与y轴之间的夹角为70°～110°，例如，可以是70°、80°、90°、100°或110°，优选90°。在一个实施例中，隧道磁电阻工作时外加磁场的磁场方向平行于第一钉扎层4与第二钉扎层8相对的表面并且沿图14中的x轴方向或者沿图14中x轴的反方向。

请继续参考图14，第二退火磁化处理的磁化方向平行于第二钉扎层8与第一钉扎层相对的表面并且沿图14中的y轴方向，在其他实施方式中，还可以是沿图14中y轴的反方向。

第二退火磁化处理的磁场大小为200gs～400gs，例如，可以是200gs、300gs或400gs。

第二退火磁化处理的退火温度小于第一钉扎层4的材料的奈尔温度，为了避免在第二退火磁化处理过程中对第一钉扎层4产生影响，应避免第二退火磁化处理的退火温度接近第一钉扎层4的材料的奈尔温度。本实例中，第一钉扎层4的材料的奈尔温度为330℃，第二钉扎层8为irmn钉扎层，irmn的奈尔温度为270℃，第二退火磁化处理的退火温度可以为250℃～280℃。例如，可以是250℃、260℃或280℃。当第二退火磁化处理的退火温度低于第二钉扎层8的材料的奈尔温度时，能够扰乱部分第二钉扎层8的材料内的微观磁有序性，使第二钉扎层8的磁场方向部分沿磁化方向，当第二退火磁化处理的退火温度等于或高于第二钉扎层8的材料的奈尔温度时，能够扰乱全部第二钉扎层8的材料内的微观磁有序性，使第二钉扎层8的磁场方向全部沿磁化方向。

本实施例中，第一钉扎层4的材料的奈尔温度大于所述第二钉扎层8的材料的奈尔温度。在第二退火磁化处理过程中，第二退火磁化处理的退火温度小于第一钉扎层4的材料的奈尔温度。可以在磁化第二钉扎层8的过程中避免扰乱第一钉扎层的磁场方向，有利于第二钉扎层磁场的形成。

第二退火磁化处理完成后，第二钉扎层8与自由层7形成的第二钉扎场，第一钉扎场和第二钉扎场的方向均平行于所述第一钉扎层与所述第二钉扎层相对的表面，第一钉扎场的方向和第二钉扎场的方向之间的夹角为70°～110°。

因为隧道磁电阻工作时外加磁场的方向与第一钉扎层与所述被钉扎层形成的钉扎场方向平行，因此第二钉扎层与自由层形成的钉扎场与隧道磁电阻工作时外加磁场的方向之间的夹角为70°～110°，隧道磁电阻需要克服额外的第二钉扎层与自由层形成的钉扎场才能使隧道磁电阻达到饱和状态，从而增加了隧道磁电阻的饱和场，从而增大了隧道磁电阻的线性范围。

本实施例提供一种隧道磁电阻，请参考图13，包括：第一钉扎层4；与所述第一钉扎层4相对设置的自由层7：位于所述第一钉扎层4和所述自由层7之间的隧穿势垒层6；位于所述第一钉扎层4和所述隧穿势垒层6之间的被钉扎层5；位于所述自由层7背向所述隧穿势垒层6一侧的第二钉扎层8；所述第一钉扎层4与所述被钉扎层5形成第一钉扎场，所述第二钉扎层8与所述自由层7形成第二钉扎场，第一钉扎场和第二钉扎场的方向均平行于所述第一钉扎层与所述第二钉扎层相对的表面，第一钉扎场的方向和第二钉扎场的方向之间的夹角为70°～110°。

隧道磁电阻还包括基板1，基板1位于第一钉扎层4背向被钉扎层5的一侧。

基板1可以是硅基板或者玻璃基板。

基板1一侧的表面上镀有隔离层(图中未标示)，隔离层为al2o3隔离层或sio2隔离层，隔离层的厚度为80nm～120nm，例如，可以是80nm、100nm或120nm。

在基板1镀有隔离层一侧的表面上具有底部电极层2。

底部电极层2为导电电极层，例如：ru、au或cun。

在底部电极层2背向基板1一侧的表面上具有种子层3。

种子层3可以是由ta或ru组成的单层结构，也可以是由ta和ru两层组成的双层结构，还可以是由ta和ru依次层叠组成层叠结构，每层ta或ru的厚度为5nm～20nm，例如，可以是5nm、10nm、15nm或20nm。

种子层3使第一钉扎层4生长的表面粗糙度更小，有利于第一钉扎层4薄膜的生长，也能够有效阻止底部电极层2和基板1以及外部环境对隧道磁电阻晶格结构产生影响。

第一钉扎层4包括反铁磁ptmn合金钉扎层。

第一钉扎层4的厚度为15nm～20nm。例如，可以是15nm、16nm、18nm或20nm。

被钉扎层5包括层叠的第一铁磁层501、非铁磁层502和第二铁磁层503，第一铁磁层501位于第一钉扎层4和非铁磁层502之间。

在一个实施例中，第一铁磁层501包括cofe铁磁层，第一铁磁层501的厚度为1.6nm～2.4nm，例如，可以是1.6nm、2nm或2.4nm，优选2nm。在其他实施方式中，第一铁磁层501还可以是由cofe铁磁层、ru非铁磁层和cofe铁磁层三层依次堆叠形成的合成反铁磁层结构。

在一个实施例中，非铁磁层502包括ru非铁磁层，非铁磁层502的厚度为0.7nm～0.9nm，例如，可以是0.7nm、0.8nm或0.9nm，优选0.8nm。或者1.8nm～2nm，例如，1.8nm、1.9nm或2nm，优选1.9nm。

在一个实施例中，第二铁磁层503包括cofeb铁磁层，第二铁磁层503的厚度为2.4nm～2.8nm，例如，可以是2.4nm、2.6nm或2.8nm，优选2.6nm。

在一个优选的实施例中，第一铁磁层501的厚度为2nm，非铁磁层502的厚度为0.8nm或1.9nm，第二铁磁层503的厚度为2.6nm，在此条件下，隧道磁电阻具有较小的矫顽力。

隧穿势垒层6包括al2o3隧穿势垒层或mgo隧穿势垒层。

隧穿势垒层6的厚度为0.5nm～1.5nm。例如，可以是0.5nm、1nm、1.2nm或1.5nm。

自由层7为复合结构，自由层7包括层叠的第一自由子层701和第二自由子层703。

第一自由子层701包括cofeb自由子层。

第一自由子层701的厚度为2nm～2.2nm。例如，可以是2nm、2.1nm或2.2nm。

第二自由子层703包括nife自由子层或cofe自由子层。

第二自由子层703的厚度为4nm～7nm。例如，可以是4nm、5nm、6nm或7nm。

本实施例中，当第二自由子层703的厚度为4nm时，第二自由子层703的饱和场为250gs；当第二自由子层703的厚度为7nm时，第二自由子层703的饱和场为160gs，可以根据需求调整第二自由子层703的厚度，从而调整隧道磁电阻的饱和场大小，进而调整隧道磁电阻的线性范围。

自由层7还包括：位于第一自由子层701和第二自由子层703之间的间隔层702。

间隔层702包括ta间隔层。

间隔层702的厚度为0.1nm～0.2nm。例如，可以是0.1nm、0.15nm或0.2nm。

本实施例中的自由层为复合自由层，第一自由子层701、间隔层702和第二自由子层703组合形成自由层7。第一自由子层701位于隧穿势垒层6和间隔层702之间；第二自由子层703位于间隔层702和第二钉扎层8之间。

在其他实施方式中，自由层为的单层结构，自由层包括cofeb自由层。

第二钉扎层8包括反铁磁irmn合金钉扎层。

第二钉扎层8的厚度为7nm～9nm。例如，可以是7nm、8nm或9nm，优选8nm。

隧道磁电阻还包括：位于第二钉扎层8背向自由层7一侧的铁磁材料的稳定层9，稳定层9适于增加所述第二钉扎层与自由层形成的钉扎场的稳定性。

稳定层9包括nife稳定层或cofe稳定层。

稳定层9的厚度为4nm～6nm。例如，可以是4nm、5nm或6nm，优选5nm。

在其他实施方式中，隧道磁电阻可以不包括稳定层9。

在稳定层9背向第二钉扎层8一侧的表面上还具有覆盖层10。

覆盖层10可以是由ta或ru组成的单层结构，也可以是由ta和ru两层组成的双层结构，还可以是由ta和ru依次层叠组成层叠结构。每层ta或ru的厚度为5nm～10nm，例如，可以是5nm、6nm、8nm或10nm。

覆盖层10能够有效的防止隧道磁电阻晶格结构受外部环境的影响，保证了隧道磁电阻的稳定性。

在覆盖层10背向稳定层9一侧的表面上还具有顶部电极层11。

顶部电极层11为导电电极层，例如：ru、au或cun。

因为隧道磁电阻工作时外加磁场的方向与第一钉扎层与所述被钉扎层形成的钉扎场方向平行，因此第二钉扎层与自由层形成的钉扎场与隧道磁电阻工作时外加磁场的方向之间的夹角为70°～110°，隧道磁电阻需要克服额外的第二钉扎层与自由层形成的钉扎场才能使隧道磁电阻达到饱和状态，从而增加了隧道磁电阻的饱和场，从而增大了隧道磁电阻的线性范围。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。